Elektronik nedir? Elektronik neyi inceler? Elektronik endüstrisi, elektronik ve haberleşme ile ilgili bilgi.
Elektronik Nedir?
Elektronik, elektronların bir yarı iletken, gaz ya da boşluk ortamındaki hareketlerini inceleyen bilim dalıdır. Elektron hareketlerini, bunların oluşum nedenlerini ve bu olayları denetleme amacı güder. Radyo, radar, televizyon, denizcilik donanımları, kontrol sistemleri, ses kayıt ve yayın aygıtları, ölçümleme ve çeşitli tıp aygıtları elektroniğin alanına girer. Elektrik ise güç üretimi, iletimi, aydınlanma gibi elektronların hareketlerinin iletkenler içinde sınırlı olduğu alanları içerir. Bununla birlikte elektrikli ve elektronik araçların ortak kullanım alanları da vardır.
Örneğin bir motor fotoelektrik hücre yardımıyla çalışan elektronik hız kontrol mekanizmasına ya da ultrasonik duyarlı bir alarm ziline sahip olabilir. Belirli koşullar altında birçok madde boşlukta, gazlarda ya da yarıiletkenlerde hareket edebilen elektronlar yayabilirler. Bu olaya ışıma adı verilir. Boşlukta elektronların iletimi bir engelle karşı karşıya değildir. Bir elektron tüpünde ise yalnızca kısmi bir boşluk oluştuğundan bir potansiyel etkisiyle hareket eden elektronlar tüp içindeki gaz atomlarına çarparak bunları iyonlaştırır. Yarıiletkenlerde ise elektrik yükünü katı maddenin atomları arasında göreceli olarak serbest dolaşabilen elektronlar taşır. Bu maddeler selenyum, silikon ya da germanyum olabilir.
Fiziksel açıdan, elektronik elemanların zayıf bir uyarıya hızlı bir tepki göstermesi, elemana uygulanan voltajların elektron kütlesine oranla çok büyük olmasına bağlanır. Bunun sonucunda elektronlar kolayca ivmelenerek yüksek hızlara ulaşabilir. Böylece elektron lambaları ve katı madde aygıtları bir akımı saniyede birkaç milyar (gigahertz) hertzlik frekanslara ulaştırabilir. Aynı zamanda bir uyarının tepkisi saniyenin milyarda biri kadar bir ürede elde edilebilir. Bunların yanı sıra uygun boyutlarda ve yeterli soğutmaya sahip elemanlar kullanılarak binlerce amperlik akımlar denetlenebilir. Gerek elektron tüpleri, gerekse katı madde aygıtları üç temel işlemde kullanılır: Amplifikasyon, osilasyon, doğrultma.
Yüksek frekanslı gerilim üreten kaynaklara osilatör denir.
Osilatörlerin frekansları, genlikleri ve ürettikleri dalgalar çeşitli biçimlerde olabilir. En yaygın dalga sinüsoidaldir. Ayrıca, kare dalga gibi dalgalar değişik frekans ve genliklerin girişimiyle oluşur. Verici istasyonların çalışma frekanslarını saptayan osilatörlerdir. Telsizlerde, yön belirleme aygıtlarında, frekans metrelerde, sinyal jeneratörlerinde, televizyon, teyp ve birçok elektronik aygıtta osilatörler yaygın olarak kullanılır. Amplifikatörler ise bir sinyalin gücünün yükseltilmesinin istendiği devrelerde kullanılır.
Basit bir amplifikatör tek bir lamba ya da transistörden oluşur. Daha yüksek amflifikasyon için birçok amplifikatör birleştirilerek 1 milyonun üzerinde bir kazanç oranına ulaşılabilir. Amplifikatörler radyo ve televizyon alıcılarında, sinyallerin yükseltilip ses ve görüntünün yeniden elde edilmesinde, telefon, bilgisayar, güdümlü mermi gibi çok değişik alanlarda yaygın olarak kullanılır. Doğrultma, akımın yalnızca bir yönde ilerlemesini sağlayan işlemdir. Doğrultucular (redresör) elektron lambaları ya da yarıiletken diyotlardan oluşur. Diyotlar, ek ısı kaynağına gerek göstermemeleri, ucuzlukları ve boyutlarından ötürü elektron lambalarından daha kullanışlıdırlar. Diyotların birleşme biçimlerine göre yarım dalga, tam dalga, paralel ya da köprü doğrultucu devreleri bulunur. Doğrutucuların en çok kullanıldıkları yerler, alternatif akımın doğru akıma çevrildiği güç besleme üniteleridir.
Elektronik ve Haberleşme:
Elektronik, elektromanyetik enerji aracılığıyla bilgi iletimini sağlar. Elektromanyetik enerjinin kolayca elde edilebilmesi, hızı ve elektronik birimlerin boyutları haberleşme amaçlarına uygundur. Elektronik haberleşmede, özgün bilgi önce elektromanyetik enerjiye çevrilir. Alıcılar, iletilen elektromanyetik dalgayı saptayarak yeniden özgün bilgiye çevirir. Bir radyo alıcısından bu çevrilme işlemi elektron lambaları ya da transistörlerin birkaç mikrovoltluk bir enerjiyi yaklaşık bir volta yükselmesiyle başlar. Doğrultmaç olarak kullanılan bir lamba, diyot ya da transistor; yükseltilmiş akımdan gereken bilgiyi süzer. Daha sonraki amplifikasyon, hoparlörlerden sesin gelebilmesi için gereken enerjiyi sağlar. Bir süperheterodin alıcıda, gereken dalgayı daha kolay yükseltilebilecek olan düşük frekanslara çevirmek amacıyla bir osilatör kullanılır. Yayın istasyonlarında ise alıcılardaki tüp ve yarıiletkenlerin benzerleri bu kez kaydedilen sinyali, taşıyıcı görevi gören yüksek frekanslı bir dalgaya yüklemek amacıyla kullanılır.
Elektronik Endüstrisi:
Triyot lambasının bulunmasını izleyen yıllarda elektronik malzemelerin kullanımı yaygın değildi. Triyot ve öteki elektron lambaları Birinci Dünya Savaşı sırasında yalnızca birkaç sınırlı uygulama alanı bulabilmişti. Elektronik endüstrisinde beklenen patlama 1922’de gerçekleşti. Günümüzde, elektronik devreler, kesinlikleri, hızları, dönüşüm kolaylıkları gibi özelliklerinden ötürü yaygın olarak kullanılırlar. Endüstri alanında denetim devrelerindeki elektronik elemanlar yardımıyla düşük voltajlı akımlar kullanarak megawatt düzeyindeki güç sistemleri denetlenebilir. Elektron tüplerinin 10-14 amper düzeyindeki akımları bile ölçebilmesi nedeniyle transistor ve tüpler, ölçümleme aracının ölçmeyi etkilememesinin istendiği laboratuvar ve tıp gereçlerinde yaygın olarak kullanılır. Günümüzde elektronik geniş bir kullanım alanına sahiptir. Elektronik endüstrisi, hesap makinelerinden, televizyona, bilgisayardan uzay gemilerinde kullanılan sayısız araç ve makineyi üretir.